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白光LED技术——开启新时代的照明革命

时间:2023-07-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:白光LED是实现半导体照明的必由之路。在20世纪90年代,蓝光LED和紫外光LED的研制及其产业化,加速了白光LED的诞生并极大地推动了白光LED的发展。事实上,这7种颜色的光均为一种单色光。但在目前的技术条件下,要制造这样的白光LED是不可能的。对于照明用白光发光体来说,其光视效能与显色指数在一定程度上存在着矛盾,这对于白光LED也不例外。因此,必须对光谱功率分布进行优化,在白光LED的光视效能与显色指数之间进行折中。

白光LED技术——开启新时代的照明革命

白光LED是实现半导体照明的必由之路。对于LED最具挑战性的应用是替代白炽灯荧光灯和HID灯等普通光源,而这都有待于白光LED的发展。在20世纪90年代,蓝光LED和紫外光LED的研制及其产业化,加速了白光LED的诞生并极大地推动了白光LED的发展。在白光LED于1998年问世以后的短短几年中,白光LED在光通量、发光效率和价格方面都取得了举世瞩目的成就,使人们坚定了发展半导体照明的决心和信心。

可见光光谱的波长范围为380~760 mm,它是人眼感受和观察到的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光。事实上,这7种颜色的光均为一种单色光(例如红光LED的峰值波长为565 nm)。白光并不是一种单色光,在可见光的光谱中并不存在白光。白光是由多种颜色的单色光混合而成的复合光,正如呈白色的太阳光是由7种单色光合成的光,彩色电视机中的白光是由红、绿、蓝(RGB)三基色合成的复合光。白色并不是一种色彩,而是在RGB三基色之外的第四色。

由此可见,欲使LED发白光,它的光谱特性应涵盖整个可见光的光谱范围。但在目前的技术条件下,要制造这样的白光LED是不可能的。然而,根据人们对可见光的研究,人的眼睛所能看到的白光可以由两种或两种以上的光混合产生。

白光发光体有两个重要参数,一个是光效,另一个是显色指数。其中,光效又可表示为辐射效率和光视效能的乘积。从根本上说,辐射效率依赖于器件的能量转换,而光视效能则依赖于发射体的光谱功率分布(SPD),它与产生、发射的手段无关。(www.xing528.com)

对于照明用白光发光体来说,其光视效能与显色指数在一定程度上存在着矛盾,这对于白光LED也不例外。因此,必须对光谱功率分布进行优化,在白光LED的光视效能与显色指数之间进行折中。

目前获得白光LED有两种基本方法:第一种方法是通过荧光粉转换得到白光LED,被称为PCLED(Phosphor ConvertedLED);另一种方法是把不同颜色的LED芯片封装在一起,多芯片混合发射出白光,简称为MCLED(Multi-ChipLED)。而对上述两种方法,根据参与润合白光的基色光源的数目,又可分为二基色体系和多基色体系。

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